海洋環(huán)境中鐵的來源、微生物作用過程及生態(tài)效應獲獎科研報告

海洋環(huán)境中鐵的來源、微生物作用過程及生態(tài)效應獲獎科研報告關鍵詞：海洋環(huán)境;鐵的來源;微生物作用

引言：

鐵是地球上生物生長的必需元素之一，在海洋中也會起到這樣的作用，甚至可以限制浮游植物初級生產(chǎn)力，雖然這一觀點在很久之前就被擱置，但近些年又重新被提出，人們也開始重視對海洋環(huán)境中鐵元素的研究。鐵在海洋中的分布，其實具有空間異性質(zhì)，不過對于海洋生物來說，鐵元素確實是一種稀缺資源，所以人們對于海洋中的鐵元素進行研究深入，也會給帶海洋環(huán)境帶來非常大的影響力。

一、海洋環(huán)境中鐵的存在形式

1.海洋中鐵的形態(tài)

在世界眾多的海洋當中，都有鐵缺乏的情況出現(xiàn)，而且因為海洋中鐵的顆粒活性，生物可以利用的鐵濃度非常低，另外鐵元素存在的形態(tài)，會對生物的可利用性造成比較大的影響尤其是海洋中浮游植物的生長。在以往對海洋中的鐵進行化學形態(tài)分類后，一般可分為溶解態(tài)、顆粒態(tài)兩種，但實際上這兩種分類并不夠細微，因為所有的溶解態(tài)鐵元素，當中其實是有一部分以膠體形態(tài)而存在，這種形態(tài)的鐵被歸類到溶解態(tài)當中是不夠科學的，所以當下海洋中鐵的存在形態(tài)，應該包括膠體分為三大類。

2.海洋中鐵的來源

海洋中的鐵元素，對于海洋生物來說，確實是一種比較稀缺的資源，因為它的作用以及影響非常大，所以人們開始對于多種形態(tài)下鐵的來源進行研究。透光層中的鐵元素來源有很多種，比如海洋中的溶解鐵就是來自于，大氣氣溶膠干與濕的沉降、海洋底層積物轉(zhuǎn)化、以及表層水體生物細胞中的鐵元素，隨著生物循環(huán)重新進入到了海洋環(huán)境中，這些都是溶解鐵的來源。其他類型的鐵元素，比如顆粒鐵都是來源于河流輸入、沉積物再懸浮等因素，而膠體鐵的來源是通過海洋環(huán)境中其他類型的鐵元素，經(jīng)過某些作用轉(zhuǎn)化成的，所以才有了這種膠體鐵元素的存在。

3.海洋中鐵的沉降

多種形態(tài)的鐵元素，在海洋中也有著不同的作用，不過因為鐵元素屬于顆?；钚越饘伲栽诤Ｑ蟓h(huán)境中存在的時間比較短。那么能夠?qū)е妈F元素出現(xiàn)沉降的原因還是比較多的，比如吸附和沉淀作用、跟隨生物顆粒的沉降而出現(xiàn)沉降現(xiàn)象、還有生物吸收、無機/有機膠體的聚集等等，就拿海洋中較為常見的溶解態(tài)鐵元素來說，可以通過被吸附在這些無機顆粒的表面上，最后從海洋環(huán)境中遷移到了沉淀中，其次溶解態(tài)的鐵元素也可以被浮游植物直接吸收，然后因為浮游植物活體細胞而引發(fā)沉降，最終轉(zhuǎn)移出表層海洋。

二、海洋中鐵的微生物過程及生態(tài)效應

1.微生物介導的鐵循環(huán)過程

在龐大的海洋環(huán)境中，鐵元素的循環(huán)過程跟微生物有著密不可分的關系，因為海洋中大部分的微生物都需要鐵配額，讓生物鐵包含在細菌當中。另外再海洋環(huán)境中的原核生物，要比真核藻類需要更多的鐵配額，而細菌需要高鐵配額一般是與自身的生理需求有關系，比如自養(yǎng)的光和細菌在光和作用當中，需要一定的鐵元素參與，異樣細菌則在電子傳遞鏈中，同樣需要大量的鐵元素，當作氧化還原催化劑使用，除了這些生理需求外，鐵載體也是保持細菌需要大量鐵配額的重要因素。

2.微生物介導的鐵還原過程

海洋中的鐵元素還原過程是非常復雜的，并且還原方式并不局限于一種，包括膠體鐵元素在內(nèi)的還原、生物還原以及有機配體還原等，具有一定的多樣性。在海洋環(huán)境中各類鐵元素是以無機態(tài)或綁定有機配體等方法存在，其中綁定有機配體是最為主要的因素，而這兩種方式都可以通過光照條件，或者生物作用下進行還原，有機態(tài)形式存在的鐵，也可以通過異化鐵還原菌氧化有機以及無機物來進行，其次各類型的鐵元素還原過程，會引發(fā)有機配體解離性還原，以及非解離性的還原。

3.海洋環(huán)境中鐵的生態(tài)效應

鐵元素在海洋中，確實扮演者非常重要的角色，也與海洋中的各種生物有著非常密切的聯(lián)系，因為鐵元素在海洋環(huán)境中，屬于一種限制性因子，那么它除了自身屬性外，還會表現(xiàn)在與其他元素的耦合關系上。在很久以前大西洋海域的研究中發(fā)現(xiàn)，鐵元素會影響固氮生物的生長，如果海洋中的鐵濃度較低，那么固氮生物就會出現(xiàn)生長受限的情況，不管是在低緯度海域，或者是高緯度海域，鐵元素的存在確實有助于維持海洋固氮存量，在海洋的生態(tài)效應中起到重要的作用。

結束語

隨著時代不斷的進步，才有了那么多先進的科研技術，人們也因此可以探索更多領域的知識，很早之前人們對于海洋環(huán)境中鐵的存在形式并不了解，但現(xiàn)在憑借那些技術上的研究，已經(jīng)取